第一章D 现代实验技术--数字化信息系统(DIS)

1、D 现代实验技术现代实验技术数字化信息系统（数字化信息系统（DIS）测量的组成部分测量的组成部分数字化信息系统（数字化信息系统（DIS)DIS)的名称由来的名称由来DISDigital Information System1 1、数字化信息系统（、数字化信息系统（DIS)DIS)研究对象研究对象传感器传感器数据采集器数据采集器计算机计算机系统框图系统框图：将物理量将物理量转化成相转化成相应的电信应的电信号号将传感器采将传感器采集到的各种集到的各种电信号进行电信号进行处理后输入处理后输入计算机计算机将数据采集器输入将数据采集器输入的信号，通过应用的信号，通过应用软件，将实验数据软件，将实验数据以

2、多种形式实时显以多种形式实时显示在计算机屏幕上示在计算机屏幕上主要器件主要器件2 2、基本结构基本结构连接方式：连接方式：传感器传感器数据采集器数据采集器计算机计算机传感器的种类传感器的种类位移传感器位移传感器位移传感器（接收）位移传感器（接收） 位移传感器（发射）位移传感器（发射）测位移测位移 某位同学想测量他所在的位置某位同学想测量他所在的位置到打雷闪电云层处的距离，她用秒表到打雷闪电云层处的距离，她用秒表测出在某次闪电测出在某次闪电2.5s2.5s后才听到与这后才听到与这次闪电对应的雷声，那么他距离这次次闪电对应的雷声，那么他距离这次打雷云层处的的距离大约为多少？打雷云层处的的距离大约为

3、多少？（设声音在空气中的传播速度为（设声音在空气中的传播速度为340m/s340m/s） 位移传感器位移传感器位移传感器（接收）位移传感器（接收） 位移传感器（发射）位移传感器（发射）0脉冲强度t1t红外线脉冲超声波脉冲0脉冲强度t1t红外线脉冲超声波脉冲t2接受器接受器发射器发射器超声波超声波红外线红外线 利用声速来计算发射器和接受器之间的距离（红外利用声速来计算发射器和接受器之间的距离（红外线的传播时间可以忽略）线的传播时间可以忽略）测位移测位移光电门传感器光电门传感器AB A A管发射管发射红外线红外线，B B管管接受红外线。接受红外线。A A、B B之间无之间无挡光物时，电路断开；有挡

4、光物时，电路断开；有物体挡光时，电路接通。物体挡光时，电路接通。计算机根据计算机根据挡光物体的宽挡光物体的宽度和挡光时间度和挡光时间，自动算出，自动算出物体的运动速度。物体的运动速度。测瞬时速度测瞬时速度某位置（或某时刻）的某位置（或某时刻）的瞬时速度瞬时速度，就是，就是无限逼近无限逼近该位置或该时刻附近的位移该位置或该时刻附近的位移（或时间）内的（或时间）内的平均速度平均速度。光电门传感器光电门传感器测挡光时间测挡光时间 实验目的实验目的 （1 1）熟悉）熟悉DISDIS的使用方法；的使用方法；（2 2）用）用DISDIS测定位移，并研究变速直线运动测定位移，并研究变速直线运动物体的物体的s

5、-t图像；图像；（3 3）测量变速直线运动物体的平均速度；）测量变速直线运动物体的平均速度；（4 4）测定变速直线运动的瞬时速度。）测定变速直线运动的瞬时速度。 实验步骤实验步骤 （一一）用）用DISDIS测定位移测定位移, ,测量变速直线运动物体的物体的测量变速直线运动物体的物体的s-ts-t图像图像和和平均速度平均速度（1 1）将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道）将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道右端（轨道稍倾斜，使小车能右端（轨道稍倾斜，使小车能滑下滑下），将数据采集器相连。），将数据采集器相连。 实验器材实验器材 位移传感器（发射器、接收器）、光电门传感

6、器、数据采集器、位移传感器（发射器、接收器）、光电门传感器、数据采集器、计算机、刻度尺、轨道、小车、挡光片。计算机、刻度尺、轨道、小车、挡光片。位移传感器（接收）位移传感器（接收） 位移传感器（发射）位移传感器（发射）小车反面的螺丝用以固定发射器小车反面的螺丝用以固定发射器这一面为发射接受面，请将它这一面为发射接受面，请将它们对准，千万不要装反。们对准，千万不要装反。实验开始时一定要打开此开实验开始时一定要打开此开关，实验结束后不要忘记关关，实验结束后不要忘记关上电源开关。上电源开关。（三三）用）用DISDIS测变速直线运动的瞬时速度测变速直线运动的瞬时速度（1 1）将光电门传感器固定在轨道侧

7、面，垫高轨道的一端，使）将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端，使固定有挡光片的小车能够顺利通过并能挡光。固定有挡光片的小车能够顺利通过并能挡光。（2 2）开启电源，运行）开启电源，运行DISDIS应用软件，点击实验条目中的应用软件，点击实验条目中的“用用DISDIS测定瞬时速度测定瞬时速度”，出现相应软件界面。，出现相应软件界面。 两块带不同电荷的积两块带不同电荷的积雨云相遇，会形成电流，雨云相遇，会形成电流，这个就是闪电；而闪电这个就是闪电；而闪电电流很大，大到足以把电流很大，大到足以把空气电离，空气在极短空气电离，空气在极短时间受热膨胀，形成响时间受热膨胀，形成响声，这个就是雷。声，这个就是雷。 某位同学想测量他所在的位置到打雷闪电某位同学想测量他所在的位置到打雷闪电云层处的距离，她用秒表测出在某次闪电云层处的距离，她用秒表测出在某次闪电2.5s2.5s